Analýza deformace dřeva s imperfekcí na základě srovnání jednoduchého numerického modelu s optickou metodou DIC

Bc. Ondřej Klvač

Master's thesis

Analysis of deformation of wood with imperfection and comparison of a simple numerical model with optical method DIC

Abstract:

Tato práce se věnuje analýze dřeva s imperfekcí zatíženého tahem, metodami digitální korelace obrazu a metodou konečných prvků. Je zjišťována srovnatelnost výsledků těchto dvou metod na příkladu chování dřeva v tahu s imperfekcí. Jako imperfekce může být bráno jakékoliv oslabení struktury dřeva, jak přirozené v podobě suků, trhlin a podobně, tak i umělé, jako například zde v podobě vrtaného otvoru. V této práci byl také proveden experiment plastového vzorku stejným postupem, aby bylo možné ověřit analytický postup výpočtu napětí a prakticky ukázat rozdíl mezi isotropním a anizotropním materiálem. Práce také obsahuje všeobecné informace z odborné literatury, teoretické předpoklady, metodické postupy, naměřené výsledky a srovnání těchto výsledků navzájem a s literaturou. Výsledkem práce je vyhodnocení chování dřeva v tahu s otvorem a srovnání těchto dvou moderních metod měření deformací. Závěrem jsou uvedeny výhody a nedostatky jednotlivých metod.

Abstract:

This work is devoted to the analysis of wood with imperfection in tension, digital image correlation method and finite element method. It is investigated the comparability of the results of these two methods on the example of behaving of the wood in tension with imperfection. The imperfection could be for example any weakening of the wood structure. It could be natural (knots, cracks and so on). The example of artificial imperfection here is a drilled hole. In this work an experiment with plastic sample in the same manner was also conducted in order to validate the analytical procedure for calculating the stress and practically demonstrate the difference between isotropic and anisotropic material. The work also includes general information from the literature, theoretical assumptions, methodologies, measured results and the comparison of these results each other and with the literature. The result of this work is to evaluate the behavior of wood with a hole in the tension and the comparison of these two methods of measuring deformation. In the end there are the advantages and disadvantages of each method.

Keywords

Metoda konečných prvků, Ansys, Numerický model, Metoda digitální korelace obrazu, Chování dřeva s otvorem, Mechanické vlastnosti dřeva, Vlastnosti dřeva v tahu, Napěťově deformační analýza dřeva s otvorem

Keywords

FEM, Numerical model, Mechanical properties of wood, Wood tensile Properties, Behaviour timber with the hole, Stress strain analysis wood with the hole, Finite element method, DIC, Ansys, digital image correlation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Václav Sebera, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / field:
Wood-Working Engineering / Wood engineering